《热工过程自动控制技术》课件第四章

1、热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE第四章 单元机组的热工保护 概述 热工开关量控制系统的基础部件 热工信号和自动报警系统 单元机组的热工自动保护 锅炉机组的热工保护 汽轮机组的热工保护 单元机组的旁路控制系统热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE4-1 概述 一、常用术语： 二、主要技术要求：1.动作的稳定性 2.动作的可靠性 3.切换差(死区) 三、开关量信号的摄取方法： 开关量控制系统的完好状态是由正确“动作”和正确“不

2、动作”两部分组成，相对于这两种完好状态，有两种故障状态，即“不正确动作”和“不正确不动作”。 1,0,x t正确的作用 正确动作和正确不动作不正确的作用 误动作和拒动作热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE开关量信号的摄取方法1误动作：系统不应该动作而动作；拒动作：系统应该动作而不动作。式中，实际动作次数为正确动作次数与误动作次数之和；应当动作次数为实际动作次数与拒动作次数之和，再扣除误动作的次数。 1.单一信号法：用单个检测元件组成信号单元的方法。元件少，结构简单，但系统的可靠性太差。 Pp 误动作次数误动作

3、率:或实际动作次数Qq 拒动作次数拒动作率:或应当动作次数热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE开关量信号的摄取方法2 3.信号并联法：将几个检测元件输出信号并联。 拒动作率大大下降，而误动作率却增加了。信号并联法只能用于要求拒动作率小，而对误动作率要求不高的场合。 4.信号串并联法：将两个信号先进行串联，然后进行并联 。串并联后的信号单元的误动作率或拒动作率均大大减小。 5.“三取二”信号法：采用三个检测元件测量。当其中两个或两个以上检测元件触点闭合时，信号单元就有输出。 既减小误动作率又减小拒动作率。 热工

4、过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE开关量信号的摄取方法3 6.信号表决法：2/4或3/4表决电路、3/5表决电路。能有效地防止信号单元的误动作或拒动作。 7.信号的多重化摄取法：“二取一”、“二取均”、“三取中”、“三取均”等。 对提高测量准确度，增加系统的可靠性，很有必要。 对开关量控制系统，除了要求其检测信号必须正确可靠外，还要求逻辑控制装置和执行机构也必须正确可靠地动作，才能使开关量控制系统正常投入运行。 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC PO

5、WER COLLEGE常用术语1 1.设定值：设定被控量的预期值的参比信号。 2.位式作用：开关量变量值的数目。 3.开关量变送器：能够输出标准开关量信号的控制仪表，称为开关量变送器。 开关量变送器的输入输出特性，如图4-1所示。 (1)当输入P1时，输出1-2通； (2)当输入P1P时，输出1-3通； (3)当P1输入P1P时，输出可以是1-2通也可以是1-3通。如果输入是增方向通过P1时，则输出1-2通；若输入是减方向通过P1P时，则输出1-3通。 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE常用术语2 4.切换

6、值：使输出变量改变的任一输入变量值。 5.上切换值(动作值)：输入变量增大时，使输出变量改变的输入变量值，如图4-1中的P1P。 6.下切换值(返回值：输入变量减小时，使输出变量(开关量)改变的输入变量值。如图4-1中的P1。 7.切换差：上切换值与下切换值之差，又称为死区。如图4-l中P。 8.重复性误差： 在相同条件下，输入变量按照同一方向变化时，连续多次测得的切换值之最大变化值。 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE4-2 热工开关量控制系统的基础部件 一、开关量变送器： 将被测物理量转换成开关形式的电

7、信号。 1.压力开关 2.差压开关 3.流量开关 4.液位开关 5.温度开关 二、常用控制电器： 三、气动和液动执行机构：热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE常用控制电器 按钮开关 控制开关 行程开关(限位开关) 继电器 电流继电器 中间继电器 时间继电器 固态继电器 接触器热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE接触器热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER C

8、OLLEGE气动和液动执行机构 (一)气动执行机构：P147 1.气动薄膜式调节阀： 2.气动活塞调节阀： 对于活塞式气动阀门和薄膜式气动阀都有“气开式”和“气关式”之分。如经常用于化学水处理的气动活塞隔膜阀。 一般选择执行机构时必须考虑失去控制气压时，运行工况是允许“开”还是允许“关”来确定选用“气开或“气关”式执行机构。 (二)液动执行机构：P148热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE4-3 热工信号和自动报警系统 一、热工信号： (一)状态信号 (二)越限报警信号(热工预告信号) (三)趋势报警信号 (

9、四)跳闸报警信号(热工事故信号) 二、自动报警系统： (一)自动报警系统的组成： (二)自动报警系统的基本要求：P150 (三)自动报警装置： 1AN系列闪光报警器： 2YDB微机语音闪光报警装置：热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGEYDB微机语音闪光报警装置热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE4-4 单元机组的热工自动保护 一、单元机组热工自动保护的作用：P153 二、单元机组热工自动保护的动作条件： 三、单元机组热工自动

10、保护的保护方式： 1.主燃料跳闸保护(MFT)： 2.机组快速甩负荷(FCB)： 3.辅机故障减负荷(RB)： 四、炉、机、电大联锁保护： 1炉、机、电大联锁保护系统： 2炉、机、电大联锁保护实例： 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE炉、机、电大联锁护系统 1.概念：单元机组大联锁保护系统主要是指锅炉、汽轮机、发电机等主机之间以及与给水泵、送风机、引风机等主要辅机之间的联锁保护。根据电网故障或机组主要设备故障情况自动进行减负荷、投旁路控制系统、停机、停炉等事故处理。 2.炉、机、电大联锁保护系统的动作过程：

11、图4-17 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE4-5 锅炉机组的热工保护 一、概述： 1.锅炉机组热工保护的任务：P156 2.锅炉热工自动保护的保护方式： (1)限值保护 (2)联锁保护 (3)紧急停炉保护 二、锅炉汽压保护： 三、汽包锅炉水位保护： 四、直流锅炉断水保护： 五、再热器保护 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE主蒸汽压力高保护 脉冲式电磁安全门 有旁路的主汽压力保护系统 热工过程自动控制技术2022-3-

12、3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE直流锅炉断水保护 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE再热器保护 屏式再热器壁温高保护 再热汽温高保护 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE4-6 汽轮机组的热工保护1 一、概述： 1汽轮机热工自动保护的作用：P162 2汽轮机热工自动保护的保护方式： 紧急停机、甩负荷及低负荷保护。 3汽轮机热工自动保护的内容： 二、电涡流传感器： 三、

13、轴向位移的监测与保护：P165 四、缸胀和差胀的监测与保护： 五、机组转速监测与保护：热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE汽轮机组的热工保护2 六、振动监测与保护： 七、主轴偏心度的监测与保护：P179 八、汽轮机监测仪表系统(TSI)：P181 九、汽轮机防进水保护：P185 十、轴承安全监测与保护：P187 十一、凝汽器真空监测与保护：P189 十二、汽轮机紧急跳闸保护系统：P190 1.ETS系统的功能： 2.ETS系统的遮断控制继电器总逻辑：热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 C

14、HONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE电涡流传感器 电涡流传感器结构组成 探头外形图 原理示意图热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE缸胀和差胀的监测与保护 缸胀：汽缸受热而膨胀的现象。 差胀(或胀差)：转子和汽缸之间的相对膨胀差值。 1.机组热膨胀的原因：P167 2.机组差胀过大的危害： 3.缸胀、差胀监测与保护装置： (1)线性差动变压器LVDT： (2)缸胀和差胀监视器： 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER

15、COLLEGE机组转速监测与保护 1.汽轮机超速的原因：P169 2.汽轮机超速的危害：P170 3.汽轮机的超速保护：P170 4.转速测量方法： (1)磁阻式 (2)磁敏式 (3)电涡流式 5.数字式转速表： 6.零转速监控器：P173 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE振动监测与保护 1.汽轮机发生振动的原因：P174 2.汽轮机振动过大的危害：P175 3.振动的监测方法：P176 (1)磁电式振动传感器 (2)电涡流式振动传感器 (3)复合式振动传感器 4.键相器及矢量监视器： (1)键相器 (2

16、)矢量监视器热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGEETS系统的功能热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGEETS系统的遮断控制继电器总逻辑热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE4-7 单元机组的旁路控制系统 一、概述： 1.汽轮机旁路控制系统是指与汽轮机并联的蒸汽减温、减压系统。由阀门、管道及调节机构等组成。 2.旁路控制系统一般分为高压旁路(级旁

17、路)、低压旁路(级旁路)及大旁路等型式。 二、旁路控制系统的功能： 四、旁路控制系统的组成：热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE旁路控制系统的功能 (1)改善机组启动性能。 (2)能够适应机组定压和滑压运行的要求。 (3)保护再热器。 (4)实现机组快速切负荷功能。 (5)正常工况下，若负荷变化太大，旁路控制系统将帮助锅炉、汽机协调控制系统调节锅炉主蒸汽压力。 热工过程自动控制技术2022-3-3重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE旁路控制系统的组成 1.高压旁路控制系统 1.高压旁路控制系统的运行方式 2.高压旁路压力控制系统 3.高压旁路温度控制系统 2.低